БУРОВОЕ ДОЛОТО Российский патент 2012 года по МПК E21B10/60 

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам режущего типа, преимущественно для разбуривания трещиноватых пород.

Известно буровое долото, включающее корпус, рабочую голову с осевыми отверстиями и матрицу, разделенную промывочными пазами на отдельные секторы, армированными породоразрушающими элементами (см. авт. св. СССР №422837, кл. E21B 10/46, 1974).

Недостатком данного долота является низкая скорость бурения, особенно при бурении по трещиноватым породам, когда на забое присутствует шлам крупной фракции. В этом случае даже наличие эжекционных каналов не позволяет очистить забой скважины от шлама.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой, рабочую головку с промывочными каналами и матрицу, разделенную на отдельные секторы промывочными пазами, соединенными с промывочными каналами и установленными в них щетками с приводом, кольцевым замком и хвостовиком (см. авт. св. СССР №590431, кл. E21B 10/60, 1978)

В этом долоте шлам удаляется с забоя механическим путем благодаря совместному использованию щеток и гидравлического потока промывочной жидкости. Однако эффективность очистки забоя от шлама и в данном долоте решена не кардинально, что приводит к повторному измельчению шлама и усиленному износу вооружения долота.

В соответствии с изложенным, техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы бурового долота за счет более качественной очистки забоя от разрушенной породы.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом долоте, включающем корпус с присоединительной резьбой, рабочую головку с промывочными каналами и матрицу, разделенную на отдельные секторы промывочными пазами, соединенными с промывочными каналами и установленными в них щетками с приводом, кольцевым замком и хвостовиком, согласно изобретению на дне промывочных пазов выполнены дополнительные пазы для размещения в них хвостовиков щеток и дополнительного привода, причем щетки установлены там с возможностью радиального перемещения вдоль промывочных пазов.

Достижению поставленного технического результата способствует также и то, что:

- привод для радиального перемещения вдоль щеток выполнен в виде пружины сжатия или растяжения, размещенной в полости дополнительного паза и жестко соединенной с одной стороны с кольцевым замком щеток, а с другой стороны - с рабочей головкой;

- по меньшей мере, часть щеток в промывочных пазах расположена асимметрично относительно их продольной оси

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид долота и на фиг.2 - вид долота со стороны рабочего торца.

Буровое долото включает корпус 1 с присоединительной резьбой, рабочую головку 2 с промывочными каналами 5 и матрицей, разделенной промывочными пазами 3 на отдельные секторы 4. Каналы 5 рабочей головки 2 соединены с промывочными пазами 3, в которых установлены щетки 6 с приводом 7, например, в виде турбинки, кольцевым замком 9, предохраняющим щетку 6 от выпадения, и хвостовиком 8. На дне промывочных пазов 3 выполнены дополнительные пазы 11 для размещения в них хвостовиков 8 щеток 6 с дополнительным приводом для радиального перемещения щеток 6 вдоль промывочных пазов 3. Привод для радиального перемещения щеток 6 выполнен в виде пружины сжатия или растяжения 12, жестко соединенной с одной стороны с кольцевым замком 9, а с другой стороны - с рабочей головкой 2. Тип пружины 12 выбирается в зависимости от местоположения щеток 6 относительно узла крепления пружины 12 с рабочей головкой 2. Если щетка 6 располагается относительно узла крепления пружины 12 со стороны оси долота, то применяется пружина сжатия 12, которая под давления промывочной жидкости будет сжиматься и перемещать щетку 6 в сторону периферии долота. Если же щетка 6 располагается относительно узла крепления пружины 12 со стороны периферии долота, то применяется пружина растяжения 12, которая под давления промывочной жидкости будет растягиваться и перемещать щетку 6 также в сторону периферии долота. При этом, по меньшей мере, часть щеток 6 в промывочных пазах 3 расположена асимметрично(е) относительно их продольной оси. Это обеспечивает гарантированное вращение щеток 6 только в одном направлении, что позитивно сказывается на качестве очистки забоя от шлама. Радиальное перемещение щеток 6 осуществляется путем изменения режима промывки. Для свободного перемещения щетки 6 вдоль паза 11 на торце хвостовика 8 установлена с возможностью вращения шаровая опора 10. Щетки 6 выполняются из износостойкого материала.

Принцип работы бурового долота заключается в следующем. Буровое долото посредством резьбы соединяют с буровой колонной и спускают на забой скважины. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента породоразрушающие элементы рабочей головки 2 внедряются в породу и разрушают ее. Разрушенная порода выносится на поверхность промывочной жидкостью, подаваемой с поверхности через каналы 5 и промывочные пазы 3, в которых размещены щетки 6. Вращаемые турбинкой щетки 6 механически отделяют крупные частицы породы от забоя и вместе с потоком промывочной жидкости выносят в затрубное пространство, а оттуда на поверхность. При этом в зависимости от количества и скорости подаваемой промывочной жидкости щетки 6 кроме вращения перемещаются также вдоль пазов 3, что способствует более эффективному удалению шлама с забоя скважины.

Применение предложенного долота позволяет повысить скорость бурения и проходку благодаря более качественной очистке забоя от шлама по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к буровым долотам режущего типа, и обеспечивает повышение эффективности работы бурового долота за счет улучшения очистки забоя от шлама. Долото включает корпус с присоединительной резьбой, рабочую головку с промывочными каналами и матрицу, разделенную на отдельные секторы промывочными пазами, соединенными с промывочными каналами и установленными в них щетками с приводом, кольцевым замком и хвостовиком. На дне промывочных пазов выполнены дополнительные пазы для размещения в них хвостовиков щеток, установленных там с возможностью радиального перемещения вдоль промывочных пазов, при этом привод для радиального перемещения щеток выполнен в виде пружины сжатия или растяжения, жестко соединенной с одной стороны с кольцевым замком щеток, а с другой стороны - с рабочей головкой. Часть щеток в промывочных пазах расположена асимметрично относительно их продольной оси. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Буровое долото, включающее корпус с присоединительной резьбой, рабочую головку с промывочными каналами и матрицу, разделенную на отдельные секторы промывочными пазами, соединенными с промывочными каналами и установленными в них щетками с приводом, кольцевым замком и хвостовиком, отличающееся тем, что на дне промывочных пазов выполнены дополнительные пазы для размещения в них хвостовиков щеток и дополнительного привода, причем щетки установлены там с возможностью радиального перемещения вдоль промывочных пазов.

2. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что привод для радиального перемещения щеток выполнен в виде пружины сжатия или растяжения, размещенной в полости дополнительного паза и жестко соединенной с одной стороны с кольцевым замком щеток, а с другой стороны - с рабочей головкой.

3. Буровое долото по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть щеток в промывочных пазах расположена асимметрично относительно их продольной оси.